空气污染概论.ppt

污染預防實務與管理 空氣污染概論 資環系 胡子陵製 人類活動對氣候的四種負效應 熱島效應 大城市中密集的人口和眾多的工廠每天產生大量的熱，使氣溫升高 晚間工廠排出的大量煙塵微粒和二氧化碳，如同被子一樣阻止城市熱量的擴散，致使城市比郊區氣溫高，就如一個“熱島”矗立在農村較涼的“海洋”上 熱島效應的產生，不僅使人們工作效率降低，而且中暑人數增加，夏季高溫導致火災多發，加劇光化學煙霧的危害 人類活動對氣候的四種負效應 油膜效應 人類有意或無意將許多石油傾注到海洋，一方面會沾附在海岸，破壞沿海環境；另一方面會形成油膜漂浮在海面上 油膜，特別是大面積的油膜，把海水與空氣隔開，如同塑膠薄膜一樣，抑制了膜下海水的蒸發，使“污染區”上空空氣乾燥；同時導致海洋潛熱轉移量減少，使海水溫度及“污染區”上空大氣差別變大 油膜效應的產生，使海洋失去調節作用，導致“污染區”及周圍地區降水減少，“污染區”及周圍地區天氣異常 人類活動對氣候的四種負效應 溫室效應 由於工廠、交通運輸以及家庭等大量燃燒煤、石油等化工燃料，再加上濫伐森林，使大氣中的二氧化碳濃度逐年增加 二氧化碳能夠透過太陽短波輻射，使到達地表增加溫度；同時它又能吸收地面長波輻射後使氣溫升高，再以逆輻射形式射向地面，如同溫室玻璃一樣，起保溫作用 溫室效應的產生，使全球氣溫逐漸升高，兩極冰川部分融化，全球海平面升高，危及部分島嶼和大洲沿海低地的安全 人類活動對氣候的四種負效應 燃燒現象產生硫氧化物、氮氧化物、碳氫化合物和一氧化碳、二氧化碳 動植物的呼吸過程，釋放出二氧化碳，而進入大氣的二氧化碳，約有80％是來自呼吸，只有20％來自燃料的燃燒 燃燒破壞了自然界二氧化碳的平衡，使大氣中二氧化碳的濃度逐年增加，以致可能引起“溫室效應”，使地球的氣溫上升 大氣的混濁度增加 人類活動對氣候的四種負效應 陽傘(混濁度)效應 人類的生產與生活活動，導致大氣中的煙塵越來越多 懸浮在大氣中的煙塵，一方面將部分太陽輻射反射回宇宙空間，削弱了到達地面的太陽輻射能，使地面接受的太陽能減少 另一方面吸濕性的微塵又作為凝結核，促使周圍水汽在它上面凝結，導致低雲、霧增多，這種現象類似於遮陽傘，因而稱“陽傘效應” 陽傘效應的產生使地面接受太陽輻射能減少且陰、霧天氣增多，影響城市交通等 人類活動對氣候的四種負效應 大氣中固體粒子的數目增加，使反射到空間之能量增加，反射率若增加1％，例如從37％增加到38％，地球的平均溫度約下降1．7℃ 最近60年來，華盛頓上空的渾濁度增加57％，瑞士增加70％。一般城市由於空氣渾濁使所吸收的太陽能比農村少15％～20％ 人類活動對氣候的四種負效應 假如地球上空的渾濁度按照每十年約30％的速率增加，不要幾十年，北半球的平均氣溫，就會降到過去冰河時期那樣低的溫度。 全世界渾濁度增加的原因很多，諸如燃料耗量增多，農業機械用燃料增多，機耕揚土增多等等。 1880～1960年間全世界年平均氣溫與二氧化碳濃度的變化關係 地球氣侯的變化的原因 除溫室效應和陽傘(混濁度)效應可能影響地球的氣候外，其他因素如太陽黑子的活動等，在某種程度上也會影響地球的氣候。 太陽黑子活動，自1900年後都在不斷地增加。由於黑子能增加太陽能的輻射量，因而會使氣溫升高。 上述空氣污染對地球氣候的影響，均未有科學上的確切證據，但見諸大量的文獻報導。 城市對氣候的影響 建築物高低不一，會使風速降低 空氣污染物多，增多水汽凝聚的核心，會使霧和雨增多 人為的燃燒會使氣溫上升 熱島效應（Heat island effect） 即把城市區域看成是一個溫熱的島嶼 溫度比周圍高0．5～2℃，濕度低2％～85．地表輻射少15％～20％， 產生熱島效應的原因是城市蓄熱量較大，水的徑流快，蒸發量少，失熱也少 平流層臭氧損耗的現狀 平流層的物理化學特徵 平流層的最大特點是大氣以平流運動為主，極少垂直方向的對流運動 對流層頂到距地表大約35公里的高度內，大氣溫度變化非常微小，溫度大約在-80℃ 左右 自35 km 到平流層頂，氣溫隨高度的升高而上升 平流層的太陽輻射含有比對流層更多的短波紫外輻射 平流層臭氧損耗的現狀 平流層中最重要的化學組分就是臭氧O3。臭氧是地球大氣中的一種微量氣體，由三個氧原子組成，是我們熟知的氧氣的同素異形體。 臭氧在大氣中通常分佈在兩層，即對流層(環繞在地球表面至高空8-16公里範圍內)和平流層(對流層向上至大約50公里左右的範圍)中。 平流層臭氧損耗的現狀 對流層中的臭氧對人類和生態環境是有害的，它也是當前城市大氣光化學煙霧污染的主要物質。 平流層保存了大氣中90% 的臭氧，位於這一高度的臭氧能有效地吸收對人類健康有害的紫外線（UV-B段），從而保護了地球上的生命。 太陽的紫外輻射種類_ UV-A 波長在315-